Un « éloge de la plante » par Francis Hallé

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A travers son ouvrage « l’éloge de la plante[1] », Francis Hallé, botaniste spécialiste des tropiques ayant dirigé les missions du désormais célèbre radeau des cimes, invite les animaux que nous sommes à une profonde méditation sur la puissance du règne végétal.

     Force est de constater avec l’auteur que notre connaissance du domaine végétal demeure encore très embryonnaire. La raison à cela ? Pour Hallé, celle-ci serait à rechercher du côté d’un sentiment de supériorité de l’animal, sentiment qui prendrait sa source dans sa capacité de mouvement ou de fuite, ainsi que dans la persistance d’un rapport mangeur/mangé.

Pourtant que de surprises quand nous découvrons l’hétérogénéité des génomes au sein d’un même arbre, l’existence de transferts d’information génétique entre espèces différentes par des voies non sexuelles, ou encore que  les arbres sont soumis à des marées d’amplitude mesurable ! Quand le génome humain, organisme que nous imaginons comme étant le plus évolué de tous, compte 26 000 gènes, celui du riz en contient 50 000.

Sur ce dernier point, écoutons le point de vue du généticien Axel Kahn tel que rapporté par Hallé : «essayez, de passer votre vie entière le pied dans l’eau, avec pour toute nourriture le gaz carbonique et la lumière solaire ; de toute évidence, vous n’y parviendrez pas. Le riz, lui, en est capable, grâce à son génome beaucoup plus complet que celui de l’être humain; ce dernier, comme les autres animaux mobiles, vit dans des conditions faciles et relativement à l’abri des contraintes. »

Ainsi : « la cellule végétale est probablement plus perfectionnée que la cellule animale. Elle réalise la quasi-totalité des fonctions en y ajoutant la clé de toute la biologie : la photosynthèse. » C’est en effet cette dernière fonction qui confère aux plantes leur rôle de producteurs primaires. A savoir qu’elles sont les seuls organismes capables de synthétiser de la matière organique à partir de l’énergie solaire, matière organique qui devient alors la base alimentaire de l’ensemble des espèces animales. Ces dernières ne sont quant à elles que des transformateurs secondaires qui capturent, digèrent et rejettent. En un certain sens, on pourrait dire que l’animal disperse, remet en circulation ce que la plante concentre.

Autre caractéristique fascinante de la cellule végétale, celle-ci conserve dans le temps la capacité de se différencier en tous les types cellulaires. Autrement dit, une seule cellule est capable de refaire la plante dans son intégralité, ce dont la cellule animale n’est évidemment pas capable. On appelle cette propriété la totipotence des cellules végétales. Celles-ci peuvent redevenir des cellules simples, non spécialisées et se différencier ensuite pour donner à nouveau les différents types de cellules spécialisées.

« L’éloge des plantes » est une invitation au voyage, à une immersion pas à pas dans cet univers méconnu du monde végétal. Une visite guidée très complète et toujours accessible. Si le livre n’est pas à conseiller aux seuls végétariens, sous peine de voir leur régime remis en question, il l’est sûrement à tous ceux qui souhaiteraient remettre à plat leurs connaissances en biologie végétale (histoire, concepts clés, axes de recherches actuel).  

« La plante est fixe, c’est un fait, et cela signifie qu’elle affronte l’adversité au lieu de la fuir, comme le fait si fréquemment l’animal. En conséquence, elle a dû développer d’énormes capacités de résistance, dont une bonne part lui vient de sa plasticité génétique. Organisme peu intégré, elle met à profit le fait qu’elle est, selon l’expression de Tsvi Sachs, de l’université de Jérusalem, une «population d’organes redondants qui sont en compétition les uns avec les autres », pour promouvoir le génome le mieux adapté aux conditions du moment; si les conditions changent, elle met en œuvre une variante du génome initial, mieux adaptée au nouvel environnement. »

 

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[1] Édition du Seuil, collection sciences 1999

Photosynthèse, déforestation et climat

      Les plantes jouent un rôle primordial dans la circulation de l’eau entre l’atmosphère et le sol. L’arbre est une véritable  »machine à évaporer », dans la mesure où seulement une infime partie de l’eau captée est utilisée pour l’élaboration de la matière végétale. Ainsi, si la formation de 100 grammes de cellulose ne requière directement que 55 grammes d’eau, l’arbre perd dans le même temps 100 000 grammes d’eau par transpiration.

Nous savons que les plantes puisent l’eau et les minéraux nécessaires à leur croissance dans les sols par l’intermédiaire de leurs organes racinaires. Mais à la différence du cœur pour les animaux, les végétaux ne possédent pas de système de pompe interne propre à faire circuler la sève brute. C’est donc sous l’action de la chaleur fournie par le soleil que la transpiration des feuilles joue ce rôle de moteur afin de faire remonter l’eau des racines jusqu’aux feuilles (voir les détails du mécanisme).

Grossièrement, un arbre évapore donc mille fois ce qu’il gagne en poids. D’où le rôle de régulateur climatique des plantes et les effets dévastateurs que peuvent provoquer certaines déforestation.

Variable selon les essences et le climat, un érable isolé peut émettre plus de 200 litres d’eau par heure,  une forêt de chênes, 30 tonnes par jour et par hectare. Ces valeurs, si élevées soient-elles, sont généralement couvertes par les seules précipitations. Néanmoins en milieu urbain ou aride, les quantités d’eau rejetée par les arbres sont souvent supérieure à celles-ci, ce qui demande une importante croissance des systèmes racinaires. Dans un pays éloigné de la mer comme l’Allemagne, la moitié seulement des précipitations atmosphériques proviennent directement de la mer sous l’effet des vents. Le reste est donc recyclé de proximité en proximité par la végétation, fixé et pompé dans le sol avant d’être remis en circulation dans l’atmosphère vers l’intérieur des terres.

      La production végétale est assurée par le mécanisme de la photosynthèse, illustré ci-dessous. Pour fonctionner ce cycle nécessite de la lumière, t de l’eau (photolyse de la molécule ), des sels minéraux – les fameux N (azote), K (potassium), P (phosphore) des engrais - et enfin du carbone (CO2) nécessaire à la fabrication des matières organiques. Selon les plantes, il existe des optimums photosynthétiques différents selon ces facteurs. Par exemple, la température maximisant l’activité photosynthétique est très variable : de à 15°C et 25°C pour les plantes des régions tempérées, de 30 et 45°C pour certaines des variétés tropicales.[1]IL en va de même pour les besoins en eau etc etc…

Mais quoi qu’il arrive, le mécanisme photosynthétique reste le même. A savoir : une transaction permanente de type eau contre carabone avec le milieu. Le végétal récupère une eau qui sans lui ruisselerait dans les sols jusqu’à la mer très rapidement, et se propose de la rendre à nouveau disponible dans l’atmosphère contre « paiement » en carbone !

Le climat influence donc le type de végétation, comme la végétation influence le climat. On ne peut donc pas parler d’une stricte adaptation de la végétation au climat, bien plus d’une interaction entre ces deux systèmes. Il n’y a jamais adaptation stricte, il y a toujours des coévolutions.

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[1] Pour en savoir plus, voir le site de l’université de Jussieu.

Rencontre Hallé / Bessis : de l’animal au végétal ?

http://www.dailymotion.com/video/6L9ozD0JFM9QLeSWd

Chercher des lignes de capture, c’est commencer par rencontrer des différences. Si les stratégies de développement des plantes et des animaux s’opposent sur bien des points, peut-on penser que des variations dans l’environnement puissent impliquer des « échanges » de stratégies entre ces deux modes d’organisation du vivant ? Dans quel sens, à travers quelle frontière, à quelle échelle ? Evaluation des différences d’après extraits du dialogue de septembre 2001 entre le botaniste Francis Hallé et le psycho-anthropologue Raphaël Bessis sur ce que pourrait-être un devenir végétal de notre société contemporaine.

Capter l’énergie

     Peut-être peut-on situer la première différenciation stratégique, celle qui conditionne toutes les autres, au niveau de la captation énergétique. « En somme, il y a deux manières de capter de l’énergie, et cela correspond aux plantes et aux animaux ». Pour ce faire l’animal utilise une bouche actionnée par tout un système musculaire et se doit d’être mobile pour capturer sa proie. Si l’on veut être mobile, il faut avoir une petite surface.

« Par contre, la plante a à faire à un mode de captation énergétique qui ne requiert en aucune façon le fait de privilégier un endroit plutôt qu’un autre (le rayonnement solaire étant le même où que l’on soit sur Terre). Vous voyez là que le mouvement perd beaucoup de son intérêt. En revanche, le niveau de flux énergétique étant assez bas, il faut en contre partie déployer des surfaces énormes, ce qui va encore dans le sens de rendre inutile, voire même impossible, le mouvement. » 

La compétition entre les plantes pour capter la lumière implique alors le développement vertical. Au final les plantes sont d’immenses surfaces de panneaux solaires et de pompe à eau, alors que les animaux seraient plutôt des volumes. « Je propose qu’un arbre – non pas un grand arbre comme il y en a dans les forêts tropicales, mais disons comme il y a dans les rues de Paris – cela correspond aisément à 100 voir 200 hectares. Mais il s’agit de bien comprendre que l’essentiel de ces surfaces sont souterraines. »

Stocker l’information

     Si les conditions lui déplaisent, l’animal a comme solution de se déplacer (pulsion de fuite, nouvelle occupation de l’espace) jusqu’à ce qu’il retrouve des conditions écologique satisfaisantes (nourriture, température,…). En ce sens, l’animal n’a pas besoin de se changer beaucoup lui-même. « La plasticité animale dans sa forme extérieure est faible, et il en va de même concernant son génome : il n’a aucune raison de se changer lui-même intérieurement, un seul génome lui convient. » 

A contrario, la plante étant fixe, si elle n’est pas capable de plasticité, elle meurt. On peut comprendre, alors, que des systèmes extraordinairement plastiques voire labiles ou fluides, se mettent en place, et cela est vrai aussi bien pour la forme externe (architecture de la plante, surface foliaire et racinaire…) que pour les comportements ou le génome (stockage des cellules mutantes). « La plante doit être capable, dans une certaine mesure, de se changer elle-même, faute de quoi, elle disparaît, elle n’est plus adaptée à un nouvel environnement. C’est la solution du végétal : puisque je ne peux pas fuir, je vais devenir quelqu’un d’autre… je suis alors condamné à la transformation, à la mutation. »

Coloniser l’espace et domestiquer le temps

     Un individu signifie avant tout indivisible, un être vivant que je ne peux pas couper en deux moitiés égales sans qu’il ne meure. Plus, l’individu est une structure qui ne possède à priori qu’un seul génome.

Chez la plante, chaque cellule est capable de refaire la plante dans son intégralité (totipotence). Il s’agit donc d’une structure dividuelle car divisible où il y a ici une sorte d’équivalence entre la partie et le tout (structure réitérative). Les plantes n’ont pas d’organes vitaux et connaissent une croissance indéfinie. Par ailleurs, plusieurs génomes coexistent au sein d’une même plante. Les animaux sont quant à eux incapables de  répéter leur séquence de morphogenèse, pas plus que de conserver une cellule mutante (cancer). Par ailleurs le règne végétal permet des coexistences possibles d’unités vivantes et mortes.

Les végétaux sont d’immenses colonies « potentiellement immortelles », ce qui signifie qu’il n’y a pas de sénescence. Elle n’existe qu’au niveau de l’individu constitutif, mais elle n’apparaît plus au niveau de la colonie elle-même. Si aucun événement extérieur massivement pathogène (toute mort vient du dehors) ne vient détruire la colonie, elle continuera à vivre indéfiniment : aucune « raison biologique » interne ne la fait acheminer vers la mort. S’il se met à faire trop froid, l’arbre meurt, mais cela ne correspond pas à une sénescence interne. Tant que les conditions resteront bonnes, la vie va durer ; c’est en ce sens que j’emploie l’expression d’une potentielle ou virtuelle immortalité.

F.Hallé : « Je pense que ces deux règnes se déploient dans des domaines différents. L’animal gère très bien l’utilisation de l’espace. Il est constamment en train de bouger. Le réflexe de fuite ou la pulsion de fuite dont vous parliez en témoigne. Les pulsions qui l’amènent à se nourrir ou à se reproduire correspondent toujours à des questions de gestion de l’espace. Leur adversaire, en l’occurrence la plante, n’a aucune gestion de l’espace, puisqu’elle est fixe. Mais par contre, elle a une croissance indéfinie, une longévité indéfinie, et est virtuellement immortelle ; ce qu’elle gère donc c’est le temps. L’animal va très vite se voir manipulé devant la puissance stratégique de la plante, et ce, parce qu’il n’a pas la patience : il faut qu’il bouge. Dans ce combat, la plante peut attendre le siècle d’après, ça ne la gêne pas, et finalement, elle aura le dessus. Ce qui est paradoxal à admettre et peut être un peu blessant, c’est que l’animal qui a un cerveau se fait, au final, ‘‘complètement rouler dans la farine’’, par la plante qui n’a pas de cerveau, mais qui gère le temps. C’est ainsi que je la vois. Prenons l’exemple de la pollinisation, de la dispersion des graines, l’animal le réalise sans même le savoir : ce n’est pas pour cela qu’il vient, il n’est même pas mis au courant et joue un rôle essentiel pour la plante à son insu. En somme, il est une sorte de larbin. »

R. Bessis : « Je finirai ce dialogue entre nous par la phrase la plus philosophique qui termine votre travail et votre éloge de la plante. Vous dites, en citant René Thom : « Une contrainte fondamentale de la dynamique animale, qui distingue l’animal du végétal est la prédation (…). La plante n’a pas de proie individuée, elle cherche donc toujours à s’identifier à un milieu tridimensionnel ». Chez le végétal, « on trouve une sorte de dilution fractale dans le milieu nourricier ambiant ». Vous rajoutez alors ceci : « Peut-être à la transcendance de l’animal et de l’être humain faut-il opposer l’immanence de la plante. » Comment entendez-vous, au juste, cette dernière phrase ? »

F.Hallé : « Si l’on se place sur le plan de l’évolution biologique, celle de Darwin, alors l’évolution de la plante et celle de l’animal, sont très différentes. Evoluer pour les animaux, c’est se dégager de mieux en mieux des contraintes du milieu, et en ce sens, l’homme est bien placé au sommet de la pyramide, parce que pour nous à la limite, on ne sait même plus ce qu’est le milieu. Evoluer pour une plante, c’est se conformer de mieux en mieux aux contraintes du milieu, cela consiste donc, non pas à échapper mais au contraire à se dissoudre dedans, à disparaître d’une certaine manière. C’est en quoi la plante m’est apparue immanente, alors que l’animal serait transcendant. »

Lire l’article dans son intégralité

De l’éthique à l’éthologie, un portrait de Spinoza par Gilles Deleuze

Extraits de Spinoza, Philosophie pratique. Editeur : Editions de Minuit; Édition : [Nouv. éd.] (1 avril 2003) Collection : Reprise

http://www.dailymotion.com/video/x3x1a6 

Corps et Nature

     […] Si nous sommes spinozistes, nous ne définirons quelque chose ni par sa forme, ni par ses organes et ses fonctions, ni comme substance ou comme sujet. Pour emprunter des termes au Moyen Age, ou bien à la géographie, nous le définirons par longitude et latitude. Un corps peut être n’importe quoi, ce peut être un animal, ce peut être un corps sonore, ce peut être une âme ou une idée, ce peut être un corpus linguistique, ce peut être un corps social, une collectivité.

Nous appelons longitude d’un corps quelconque l’ensemble des rapports de vitesse et de lenteur, de repos et de mouvement, entre particules qui le composent de ce point de vue, c’est-à-dire entre éléments non formés.

Nous appelons latitude l’ensemble des affects qui remplissent un corps à chaque moment, c’est-à-dire les états intensifs d’une force anonyme (force d’exister, pouvoir d’être affecté). Ainsi nous établissons la cartographie d’un corps.

L’ensemble des longitudes et des latitudes constitue la Nature, le plan d’immanence, toujours variable, et qui ne cesse pas d’être remanié, composé, recomposé, par les individus et les collectivités.

[…] Concrètement, si vous définissez les corps et les pensées comme des pouvoirs d’affecter et d’être affecté, beaucoup de choses changent. Vous allez définir un animal, ou un homme, non pas par sa forme, ses organes et ses fonctions, et pas non plus comme un sujet : vous allez le définir par les affects dont il est capable. Capacité d’affects, avec un seuil maximal et un seuil minimal, c’est une notion courante chez Spinoza.

[…] Par exemple : il y a de plus grandes différences entre un cheval de labour ou de trait, et un cheval de course, qu’entre un bœuf et un cheval de labour. C’est parce que le cheval de course et cheval de labour n’ont pas les mêmes affects ni le même pouvoir d’être affecté ; le cheval de labour a plutôt des affects communs avec le bœuf.

On voit bien que le plan d’immanence, le plan de Nature qui distribue les affects, ne sépare pas du tout des choses qui seraient dites naturelles et des choses qui seraient dites artificielles. L’artifice fait complètement-partie de la Nature, puisque toute chose, sur le plan immanent de la Nature, se définit par des agencements de mouvements et d’affects dans lesquels elle entre, que ces agencements soient artificiels ou naturels.

Ethologie et mode d’existence

     […] Longtemps après Spinoza, des biologistes et des naturalistes essaieront de décrire des mondes animaux définis par les affects et les pouvoirs d’affecter ou d’être affecté. Par exemple, J. von Uexküll le fera pour la tique, animal qui suce le sang des mammifères. Il définira cet animal par trois affects : le premier, de lumière (grimper en haut d’une branche) ; le deuxième, olfactif (se laisser tomber sur le mammifère qui passe sous la branche) ; le troisième calorifique (chercher la région sans poil et plus chaude). Un monde avec trois affects seulement parmi tout ce qui se passe dans la forêt immense. Un seuil optimal et un seuil pessimal dans le pouvoir d’être affecté : la tique repue qui va mourir, et la tique capable de jeûner très longtemps.

De telles études, qui définissent les corps, les animaux ou les hommes, par les affects dont ils sont capables, ont fondé ce qu’on appelle aujourd’hui l’éthologie. Cela vaut pour nous, pour les hommes, pas moins que pour les animaux, parce que personne ne sait d’avance les affects dont il est capable, une longue affaire d’expérimentation, c’est une longue prudence, une sagesse spinoziste qui implique la construction d’un plan d’immanence ou de consistance.

[…] L’Ethique de Spinoza n’a rien à voir avec une morale, il la conçoit comme une éthologie, c’est-à-dire comme une composition des vitesses et des lenteurs, des pouvoirs d’affecter et d’être affecté sur ce plan d’immanence. Voilà pourquoi Spinoza lance de véritables cris : vous ne savez pas ce dont vous êtes capables, en bon et en mauvais, vous ne savez pas d’avance ce que peut  un corps ou une âme, dans telle rencontre, dans tel agencement, dans telle combinaison.

L’art de composer ses rapports

     […] L‘éthologie, c’est d’abord l’étude des rapports de vitesse et de lenteur, des pouvoirs d’affecter et d’être affecté qui caractérisent chaque chose. Pour chaque chose, ces rapports et ces pouvoirs ont une amplitude, des seuils (minimum et maximum), des variations ou transformations propres. Et ils sélectionnent dans le monde ou la Nature ce qui correspond à la chose, c’est-à-dire ce qui affecte ou est affecté par la chose, ce qui meut ou est mû par la chose. Par exemple, un animal étant donné, à quoi cet animal est-il indifférent dans le monde infini, à quoi réagit-il positivement ou négativement, quels sont ses aliments, quels sont ses poisons, qu’est-ce qu’il « prend » dans son monde ?

Tout point a ses contrepoints: la plante et la pluie, l’araignée et la mouche. Jamais donc un animal, une chose, n’est séparable de ses rapports avec le monde : l’intérieur est seulement un extérieur sélectionné, l’extérieur, un intérieur projeté ; la vitesse ou la lenteur des métabolismes, des perceptions, actions et réactions s’enchaînent pour constituer tel individu dans le monde. Et, en second lieu, il y a la manière dont ces rapports de vitesse et de lenteur sont effectués suivant les circonstances, ou ces pouvoirs d’être affecté, remplis. Car ils le sont toujours, mais de manière très différente, suivant que les affects présents menacent la chose (diminuent sa puissance, la ralentissent, la réduisent au minimum), ou la confirment, l’accélèrent et l’augmentent : poison ou nourriture ?

Enfin, l’éthologie étudie les compositions de rapports ou de pouvoirs entre choses différentes. C’est encore un aspect distinct des précédents. Car, précédemment, il s’agissait seulement de savoir comment une chose considérée peut décomposer d’autres choses, en leur donnant un rapport conforme à l’un des siens, ou au contraire comment elle risque d’être décomposée par d’autres choses.

Mais, maintenant, il s’agit de savoir si des rapports (et lesquels ?) peuvent se composer directement pour former un nouveau rapport plus « étendu », ou si des pouvoirs peuvent se composer directement pour constituer un pouvoir, une puissance plus « intense ». Il ne s’agit plus des utilisations ou des captures, mais des sociabilités et communautés.

Comment des individus se composent-ils pour former un individu supérieur, à l’infini ? Comment un être peut-il en prendre un autre dans son monde, mais en en conservant ou respectant les rapports et le monde propres ? Et à cet égard, par exemple, quels sont les différents types de sociabilité ? Quelle est la différence entre la société des hommes et la communauté des êtres raisonnables ?… Il ne s’agit plus d’un rapport de point à contrepoint, ou de sélection d’un monde, mais d’une symphonie de la Nature, d’une constitution d’un monde de plus en plus large et intense. Dans quel et comment composer les puissances, les vitesses et les lenteurs ?

[…] Plan de composition musicale, plan de la Nature, en tant que celle-ci est l’Individu les plus intenses et le plus ample dont les parties varient d’une infinité de façons. Uexküll un des principaux fondateurs de l’éthologie, est spinoziste lorsqu’il définit d’abord les lignes mélodiques ou les rapports contrapuntiques qui correspondent à chaque chose, puis quand il décrit une symphonie comme unité supérieure immanente qui prend de l’ampleur (« composition naturelle »). Comme le dit Uexküll : « tout organisme est une mélodie qui se chante elle-même ».

L’écosystème

Notion de base sur les écosystèmes

     Un écosystème est un complexe dynamique composé de communautés de plantes, d’animaux et de microorganismes et de la nature inerte, sujet à des interactions en tant qu’entité fonctionnelle. Les écosystèmes varient énormément en taille, en durée de vie et en fonction. Un bassin temporaire dans le creux d’un arbre et un bassin océanique sont tous deux des exemples d’écosystèmes. Définition d’après groupe de travail sur le cadre conceptuel de l’Évaluation des écosystèmes pour le Millénaire.

    Les communautés de plantes, d’animaux et de microorganismes sont autrement dénommés biocénose. Celle-ci se caractérise par une chaîne alimentaire (ou trophique), allant du producteur primaire (le végétal fabriquant de la matière organique à partir de l’énergie lumineuse, du CO2 de l’air et des ions minéraux du sol), aux divers consommateurs (de l’herbivore au super prédateur), en passant par les divers décomposeurs en charge d’assurer le retour de la matière organique sous forme minérale dans le sol. La nature inerte est également connue sous l’appellation de biotope. Celle-ci regroupe l’ensemble des caractères géographiques et physico-chimiques de l’écosystème (climat, nature du sol, relief, eau…). Pour analyser et décrire un écosystème donné, on utilise la notion de facteur écologique. Est dit facteur écologique, tout élément du milieu extérieur susceptible d’affecter le développement des êtres vivants.

A ce titre, on distingue plusieurs types de facteurs écologiques:

• les facteurs biotiques, liés aux composantes biologiques (biocénose), interactions du vivant sur le vivant, intraspécifique (au sein de la même espèce) et interspécifique (entre deux espèces différentes ou plus) ;

• les facteurs abiotiques, liés aux conditions physico-chimiques du milieu (biotope).

Un facteur écologique joue le rôle de facteur limitant lorsqu’il conditionne les possibilités de succès d’un organisme dans ses tentatives de colonisation d’un milieu. Ce facteur peut être limitant tant par son absence que par son excès. Chaque être vivants présente donc vis-à-vis des facteurs écologiques des limites de tolérances entres lesquelles se situe la zone de tolérance et l’optimum écologique. Ainsi la valence écologique d’une espèce représente sa capacité à supporter les variations plus ou moins grandes d’un facteur écologique.

Les facteurs écologiques peuvent donc agir de différentes façons sur la biocénose. Ils vont notamment intervenir sur :

• l’aire de répartition biogéographique des espèces ;

• la densité des populations ;

• l’apparition de modifications (comportement, métabolisme) adaptatives.

Ainsi lorsque la présence de telle ou telle espèce nous renseigne sur les caractéristiques de son milieu, celle-ci sera appelée bio-indicateur (coquelicot sur sol calcaire ensoleillé, bruyère en sous-bois sur sol acide…). Les caractéristiques propres (un biotope impliquant telle type de biocénose et inversement) à chaque écosystème permettent un zonage tel que celui reproduit sur la page suivante à l’échelle des écorégions. Dès lors pour chaque type écosystème, il est possible d’associer à ce zonage : un mode de fonctionnement, des biens et des services produits, des risques et menaces connus….

Source : Millenium Ecosystem Assessment

    Les êtres humains, en tant que partie intégrante[1] des écosystèmes, tirent bénéfices des « biens et services » produit par le fonctionnement des  écosystèmes. Les services produits par les écosystèmes comprennent les services de prélèvement tels que celui de la nourriture et de l’eau; les services de régulation comme la régulation des inondations, de la sécheresse, de la dégradation des sols, et des maladies ; les services d’auto-entretien tels que la formation des sols, le développement du cycle nutritionnel; enfin les services culturels tels que les bénéfices d’agrément, les bénéfices d’ordre esthétiques et les autres avantages non matériels. Ces différents « services » résultent du fonctionnement des écosystèmes, c’est-à-dire de l’ensemble des réactions biogéochimiques[2] affectant la biosphère et se caractérisant par des échanges permanant de matière et d’énergie le long des différents cycles (eau, carbone, azote…) et chaines alimentaires.

Du fait des différents cycles (ici celui de l’eau), tous les écosystèmes sont fortement ouverts les uns aux autres. Il existe cependant des frontières plus ou moins poreuses dénommées écotones. La lisière d’un bois le séparant d’une parcelle agricole, une haie coupe vent en sont de bons exemples. Comme toute frontière ces zones sont d’importants lieux de transit et d’échange, connaissant une diversité biologique accrue du fait du mélange des qualités des divers écosystèmes la composant. L’un des écotones les plus connu est la zone humide, zone de transition entre les milieux terrestres et aquatiques. Celles-ci constituent un vaste réseau interconnecté d’échange incluant les lacs, rivières, marais et les régions côtières. Dans le monde, on estime à minima qu’elle couvre une surface sensiblement équivalente à 25 fois le territoire français, cela bien que durant le 20ème siècle, plus de 50% des zones humides[3] d’Amérique du Nord, d’Europe et Australie aient été détruites du fait de l’urbanisation, des infrastructures de transport, du surpompage…

Services fournis par les zones humides

Approvisionnement
Nourriture	Poisson, fruits, céréales
Eau douce	Réservoir
Fibre et combustible	Bois énergie
Biochimie	Médicament
Biodiversité	Matériel génétique
Régulation
Climat	Régulation température et précipitations
Cycle de l’eau	Recharge des nappes souterraines
Epuration de l’eau	Filtration des polluants
Régulation de l’érosion	Rétention des sols
Régulation des risques naturels	Contrôle des inondations
Pollinisation	Habitat
Support
Formation des sols	Rétention des sols
Cycle des nutriments	Stockage, recyclage des nutriments

Les différents services fournis selon le type d’écosystème

Apports méthodologique de l’approche écosystémique

     Au niveau d’un cadrage initial, il est possible de découper un territoire en sous unités fonctionnelle (écozones) et d’ainsi utiliser le concept d’écosystème comme grille de lecture structurante des évaluations.

Les conditions de vie et de production d’une collectivité dépendent toujours directement ou indirectement des services fournis par les écosystèmes locaux (eau, nourriture, bois, fibre, matériel génétique…). Aujourd’hui, le développement des transports à grande vitesse associés à une énergie peu chère, rendent possible la consommation de certains biens et services produits par des écosystèmes distants, d’où la notion de ville « hors-sol » allant capter son eau parfois à plusieurs milliers de kilomètre. Cependant la question de la durabilité et du coût global de tels systèmes d’approvisionnement lointains demeure en suspend.

En effet, les projections démographiques et la nécessaire poursuite de la croissance économique mondiale[4] vont encore accentuer la consommation de biens et services pour une offre ou capacité environnementale au mieux constante, à priori déjà saturée. A titre d’exemple les études prospectives menées dans le cadre du « Millenium Ecosystem Assessment » nous enseignent que la demande en nourriture (donc en service de prélèvement, d’auto-entretient…) pourrait croître de 70 à 80% sur les 50 prochaines années. Avec quels écosystèmes ?

Cette demande croissante engendrera nécessairement des difficultés plus grandes pour les collectivités au niveau de l’accès aux ressources et augmentera pour tous le coût de la sécurisation des approvisionnements, d’où le concept de vulnérabilité territoriale.

Vulnérabilité territoriale et évaluation

      Du fait de l’interconnexion de tous les écosystèmes, se croise sur un même territoire des échelles de temps hétérogènes. L’environnement global (climat, grands cycles biogéochimiques) qui évolue sur la longue période, l’environnement local (production de biomasse) sur la moyenne, les collectivités humaines sur la courte période. L’exemple suivant nous montre comment une déforestation exercée même à longue distance d’un territoire, peut par effets successifs, avoir un impact non négligeable sur l’environnement local ce dernier.

Que dire également du changement climatique, véritable producteur d’incertitudes affectant l’environnement global. Ces temporalités et frontières mouvantes au sein des territoires renforcent le besoin prospectif des analyses.

Pour tenir compte de ces dépendances et interconnections multiples, des temporalités et distances de contamination variables, l’approche écosystèmique des territoires parait la plus pertinente.

Conclusion et synthèse

    Retenons donc qu’il existe des relations directes et indirectes entre vulnérabilité de l’environnement, au sens de l’ensemble des écosystèmes présent sur un territoire, et vulnérabilité  des collectivités humaines qui y sont inclus et vivent pleinement, sur un territoire, des biens et services procurés par ses écosystèmes.

Source : Millenium Ecosystem Assessment

    Illustrant cette approche, le Global Environmental Change and Human Security Project a cartographié les régions soumises à un fort stress écologique associé à une vulnérabilité du bien-être des populations. Pour ce faire a été développé un index, ‘‘index of vulnerability’’, résultat de l’agrégation de 12 indicateurs et dont la matrice d’analyse est représentée ci-dessous.

Indicateurs composants l’index de vulnérabilité
Food import dependency ratio, Water scarcity, Energy imports as percentage of consumption, Access to safe water, Expenditures on defense versus health and education,	Human freedoms, Urban population growth, Child mortality, Maternal mortality, Income per capita, Degree of democratization, Fertility rates.

Source : International Human Dimensions Programme on Global Environmental Change

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[1] L’être humain a donc lui aussi une valence écologique, celle-ci est artificiellement largement étendue par la maîtrise de l’énergie et les outils techniques.

[2] Les interactions existantes entre les différents êtres vivants (facteur biotique) vont de pair avec un mixage permanent avec des substances organiques et minérales (facteur abiotique), absorbés par les organismes vivants pour leur croissance et reproduction, puis rejetés sous forme de déchets. Ce recyclage permanent d’éléments (en particulier carbone, oxygène, azote et l’eau) est appelé cycle biogéochimique.

[3] 90% en Californie, 67% en France…

[4] Infrastructure de transport, urbanisation, consommation de matières premières…

Suivez les abeilles…

     En 2005, les ruches des campagnes ont subi 33 % de perte de population contre 6 % seulement en ville. Victime des pesticides, de l’assèchement des zones humides et de la modification des écosystèmes, l’abeille disparaît des campagnes. Depuis 1993-1994, les pertes sont estimées de 20% à 45% selon les régions. Or l’abeille constitue dans les écosystèmes une relation quasi unique entre l’animal et le végétal. Pas d’abeilles = pas de pollinisation = disparition de certaines espèces végétales = disparition de certaines espèces animales … Ce qu’Einstein traduisait de manière polémique par : « si l’abeille venait à disparaître, l’homme n’aurait plus que quelques années à vivre ». Plus de 80% des espèces végétales sont pollinisées par les abeilles. 

     Les abeilles et autres oiseaux sembleraient donc avoir déjà compris une chose importante. Tout du moins une chose que nous autres humains ne devinons pas clairement comme nous en restons le plus souvent à une vision symbolique et confuse de la « nature »: plus ce que nous voyons est vert et plus c’est propre. Or entre des campagnes de plus en plus polluées et des villes dont les ressources financières permettent de réduire les pollutions, tout en favorisant leurs transferts vers les campagnes, une telle vision devient de plus en plus erronée.

Aujourd’hui, pesticides, métaux, hormones diverses et antibiotiques présents dans nos eaux usées viennent s’accumuler dans les nappes phréatiques de sorte que nous créons le parfait bouillons de culture de nos maladies de demain. Or si les divers groupements en charge de la potabilisation des eaux des principales agglomérations ont sans doute les capacités (techniques, humaines et financières) de réduire les risques sanitaires associés, il n’en n’est pas du tout de même au niveau des petits groupements ruraux. A terme, c’est donc à une véritable fracture territoriale qu’il faut s’attendre : une eau de plus en plus « sécurisée » en ville, une eau de plus en plus « fragilisée » dans les campagnes. Pour les villes, après avoir exploité les ressources naturelles de campagnes de plus en plus distantes (tant du point de vue qualitatif que quantitatif), celles-ci pourraient se voir  »noyées » en retour par un exode rural (pollution humaine de type surpopulation) du fait de l’apparition de zones grises un peu partout sur les territoires.

     Les voitures circulent certainement dans les villes, mais les NOx émis par les échappements sont transférés dans les campagnes voisines sous l’effet des vents. Aujourd’hui les pollutions à l’ozone, les dépassement de seuils concernent l’ensemble des territoires indépendamment de leurs usages. Par ailleurs, les industries les plus polluantes ont été petit à petit transférées des centres vers les périphéries éloignées des villes. Des agglomérations où les progrès réalisés dans les modes de chauffage urbain ont réduit bon nombre des pollutions (SO2, CO). Au final la tendance actuelle est assez claire, des villes de plus en plus consommatrices (énergie, matière) mais de moins en moins polluées, des campagnes de plus en plus exploitées et de plus en plus polluées.

En 1950, environ 750 millions de personnes vivaient dans les villes. En 2000, ce chiffre s’était élevé à 2,9 milliards. Les Nations unies prévoient qu’en 2050 plus des deux tiers d’entre nous vivront dans des villes, soit environ 6 milliards d’individus. Une telle concentration n’est pas tenable au regard des transferts à mettre en oeuvre pour l’alimenter… sauf à penser que ces villes hors sol constitueront les inévitables super arches de Noé de demain.

Un atlas du changement environnemental (UNEP-Google Maps)

Urbanisation de la région de Shenzhen : http://na.unep.net/digital_atlas2/webatlas.php?id=41

Le Programme des nations unis pour l’environnement, en association avec les éditeurs du logiciel Google Earth, propose une cartographie comparée et commentée des différentes zones du monde ayant connu, sur les 20 ou 30 dernières années, les plus grands changements dans l’occupation des sols (urbanisation, déforestation, désertification…).
Voir en ligne : http://na.unep.net/digital_atlas2/google.php

Urbanisation de la région aride de Las Vegas : http://na.unep.net/digital_atlas2/webatlas.php?id=83

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